数控编程固定循环

1第三章数控铣床的编程第三节基本编程方法（2）一、组织教学：考勤、学习准备等。二、复习旧课：（一）、复习上学期学过的内容，进一步巩固所学过的知识。（二）、复习刀具半径补偿指令G40、G41、G421、指令格式为：___424101DYXGGG；G01G40X_Y_；其中：G41——左偏半径补偿，指沿着刀具前进方向，向左侧偏移一个刀具半径，G42——右偏半径补偿，指沿着刀具前进方向，向右侧补偿一个刀具半径，X,Y——建立刀补直线段的终点坐标值。D——数控系统存放刀具半径值的内存地址，后有两位数字。如：D01代表了存储在刀补内存表第1号中的刀具的半径值。刀具的半径值需预先用手工输入。G40——刀具半径补偿撤消指令。注意：①刀具半径补偿平面的切换，必须在补偿取消方式下进行。②刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不得是G02或G03。2、通过实例进一步巩固刀具半径补偿指令的应用，如图1所示零件的加工程序。要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工。设加工开始时刀具距离工件上表面50mm，切削深度为2mm。YXO30201010203040-10-10ABCDE对刀点K①②③④⑤⑥⑦图1刀补指令的应用2解：一个完整的零件程序如表1。表1刀具半径补偿指令的应用程序说明%8031程序名N10G92X-10Y-10Z50确定对刀点N20G90G17在XY平面，绝对坐标编程N30G42G00X4Y10D01右刀补，进刀到（4，10）的位置N40Z2M03S900Z轴进到离表面2mm的位置，主轴正转N50G01Z-2F800进给切削深度N60X30插补直线A→BN70G03X40Y20I0J10插补圆弧B→CN80G02X30Y30I0J10插补圆弧C→DN90G01X10Y20插补直线D→EN100Y5插补直线E→（10，5）N110G00Z50M05返回Z方向的安全高度，主轴停转N120G40X-10Y-10返回到对刀点N130M02程序结束注意：①加工前应先用手动方式对刀，将刀具移动到相对于编程原点(-10，-10，50)的对刀点处。②图中带箭头的实线为编程轮廓，不带箭头的虚线为刀具中心的实际路线。3、刀具长度补偿指令G43、G44、G49G43使刀具在终点坐标处向正方向多移动一个偏差量e；G44则把刀具在终点坐标值减去一个偏差量e（向负方向移动e）；G49（或D00）撤销刀具长度补偿。其格式与刀具半径补偿指令相类似。三、引入新课：引子：利用刀具半径补偿指令G40、G41、G42引出拐角圆弧插补G39指令。（一）、拐角圆弧插补G39指令1、G39代码在刀具半径补偿B功能的偏移方式中指定，实现工件拐角加工的圆弧过渡。该指令为非模态指令。其指令格式为：G39；所形成拐角圆弧终点的适量垂直于下一个程序段的起点。或G39拐角圆弧终点的矢量垂直于由I、J、K确定的矢量。前面已指定的G41或G42代码决定了G39是顺时针拐角圆弧插补还是逆时针拐角圆弧;KJKIJI3插补。含有G39的程序段不能指定运动指令。2、例如：图2所示N1Y10.0；N1Y10.0；N2G39；N2G39I-1.0J2.0；N3X-10；N3X-10.0Y20.0；图2拐角圆弧插补G39指令3、布置作业。（二）、坐标系设定指令1、工件坐标系设定指令G92指令格式为：G92X_Y_Z_G92并不驱使机床刀具或工作台运动，数控系统通过G92命令确定刀具当前机床坐标位置相对于加工原点（编程起点）的距离关系，以求建立起工件坐标系。格式中的尺寸字X、Y、Z指定起刀点相对于工件原定的位置。G92指令一般放在一个零件程序的第一段。2、工件坐标系选择指令G54～G59G54～G59是系统预定的6个工件坐标系，可根据需要任意选用。这6个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值(工件零点偏置值)可用MDI方式输入，系统自动记忆。工件坐标系一旦选定，后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对此工件坐标系原点的值。采用G54～G59选择工件坐标系方式如图3所示。ZYXXYZG54原点G59原点G54坐标系G59坐标系工件零点偏置机床原点N1偏移矢量0,10N2编程轨迹N3刀具中心轨迹-10,10XYYXN10,10N2偏移矢量N3刀具中心轨迹I=-1,J=2编程轨迹-10,204图3选择坐标系指令G54～G59在图4a)所示坐标系中，要求刀具从当前点移动到A点，再从A点移动到B点。使用工件坐标系G54和G59的程序如图4b)所示。在使用G54～G59时应注意，用该组指令前，应先用MDI方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值。YXYG54G59机床原点ZXXAB30403030%0009N10G54G00G90X30Y40N20G59N30G00X30Y30…当前点→A→B(a)(b)图4G54～G59的使用3、局部坐标系设定指令G52指令格式为：G52X_Y_Z_A_其中X、Y、Z、A是局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值。G52指令能在所有的工件坐标系(G92、G54～G59)内形成子坐标系，即局部坐标系。含有G52指令的程序段中，绝对值编程方式的指令值就是在该局部坐标系中的坐标值。设定局部坐标系后，工件坐标系和机床坐标系保持不变。G52指令为非模态指令。在缩放及旋转功能下不能使用G52指令，但在G52下能进行缩放及坐标系旋转。4、直接机床坐标系编程指令G53指令格式为：G53X_Y_Z_G53是机床坐标系编程，该指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。在含有G53的程序段中，应采用绝对值编程。且X、Y、Z均为负值。（三）、固定循环指令1、孔加工固定循环的运动与动作对工件孔加工时，根据刀具的运动位置可以分为四个平面（如图5所示）：初始平面、R平面、工件平面和孔底平面。在孔加工过程中，刀具的运动由6个动作组成：5图5.1孔加工循环的平面图5.2固定循环的动作动作1—快速定位至初始点X、Y表示了初始点在初始平面中的位置；动作2—快速定位至R点刀具自初始点快速进给到R点；动作3—孔加工以切削进给的方式执行孔加工的动作；动作4—在孔底的相应动作包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作；动作5—返回到R点继续孔加工时刀具返回到R点平面；动作6—快速返回到初始点孔加工完成后返回初始点平面。为了保证孔加工的加工质量，有的孔加工固定循环指令需要主轴准停、刀具移位。下图表示了在孔加工固定循环中刀具的运动与动作，图中的虚线表示快速进给，实线表示切削进给。(1)初始平面初始平面是为安全操作而设定的定位刀具的平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定。若使用同一把刀具加工若干个孔，当孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完成时，用G98指令使刀具返回到初始平面;否则，在中间加工过程中可用G99指令使刀具返回到R点平面，这样可缩短加工辅助时间。(2)R点平面R点平面又叫R参考平面。这个平面表示刀具从快进转为工进的转折位置，R点平面距工件表面的距离主要考虑工件表面形状的变化，一般可取2-5mm。(3)孔底平面Z表示孔底平面的位置，加工通孔时刀具伸出工件孔底平面一段距离，保证通孔全部加工到位，钻削盲孔时应考虑钻头钻尖对孔深的影响。2、选择加工平面及孔加工轴线6选择加工平面有G17、G18和G19三条指令，对应XOY、XOZ和YOZ三个加工平面，以及对应孔加工轴线分别为Z轴、Y轴和X轴。立式数控铣床孔加工时，只能在XOY平面内使用Z轴作为孔加工轴线，与平面选择指令无关。下面主要讨论立式数控铣床孔加工固定循环指令。3、孔加工固定循环指令格式指令格式:G90G99G73～G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__G90G98G73～G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__G91G99G73～G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__G91G98G73～G89X__Y__Z__R__Q__P__F__L__指令功能:孔加工固定循环指令说明:(1)在G90或G91指令中，Z坐标值有不同的定义。(2)G98、G99为返回点平面选择指令，G98指令表示刀具返回到初始点平面，G99指令表示刀具返回到R点平面，如上图5.2所示；(3)孔加工方式G73～G89指令，孔加工方式对应指令见下表；(4)X__Y__指定加工孔的位置，（与G90或G91指令的选择有关）；Z__指定孔底平面的位置（与G90或G91指令的选择有关）；R__指定R点平面的位置（与G90或G91指令的选择有关）；Q__在G73或G83指令中定义每次进刀加工深度，在G76或G87指令中定义位移量，Q值为增量值，与G90或G91指令的选择无关；P__指定刀具在孔底的暂停时间，用整数表示，单位为ms；F__指定孔加工切削进给速度。该指令为模态指令，即使取消了固定循环，在其后的加工程序中仍然有效;L__指定孔加工的重复加工次数，执行一次L1可以省略。如果程序中选G90指令，刀具在原来孔的位置上重复加工，如果选择G91指令，则用一个程序段对分布在一条直线上的若干个等距孔进行加工。L指令仅在被指定的程段中有效。7表2固定循环功能表如图6左图所示，选用绝对坐标方式G90指令，Z表示孔底平面相对坐标原点的距离，R表示R点平面相对坐标原点的距离；如图6右图所示，选用相对坐标方式G91指令，R表示初始点平面至R点平面的距离，Z表示R点平面至孔底平面的距离。孔加工方式指令以及指令中Z、R、Q、P等指令都是模态指令。图6G90与G91的坐标计算（四）、各种孔加工方式说明1、高速深孔加工循环指令G73格式：9998GGG73X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_；8其中：Q——每次进给深度；K——每次退刀距离。QQQKKKZ点G98返回点G99返回点R点初始点42280图7.1G73循环图7.2深孔加工实例G73用于Z轴的间歇进给，使深孔加工时容易排屑，减少退刀量，可以进行高效率的加工。G73指令动作循环见图7.1所示。注意当Z、K、Q的移动量为零时，该指令不执行。【例】使用G73指令编制如图7.2所示深孔加工程序，设刀具起点距工件上表面42mm，距孔底80mm，在距工件上表面2mm处(R点)由快进转换为工进，每次进给深度10mm，每次退刀距离5mm。解：深孔的加工程序见表3。表3深孔的加工程序程序说明%8071程序名N10G92X0Y0Z80设置刀具起点N20G00G90M03S600主轴正转N30G98G73X100R40P2Q-10K5Z0F200深孔加工，返回初始平面N40G00X0Y0Z80返回起点N60M05N70M30程序结束6、深孔往复排屑钻G83指令指令格式：G83X_Y_Z_R_Q_F_孔加工动作如下图右图所示。与G73指令略有不同的是每次刀具间歇进给后回退至R点平面，这种退刀方式排屑畅通，此处的d表示刀具间断进给每次下降时由快进转为工进的那一点至前一次切削进给下降的点之间的距离，d值由数控系统内部设定。由此可见这种钻削方式适宜加工深孔。9图8G73循环与G83循环四、小结本循环所学的内容。1、钻孔循环中，注意分析深孔钻循环的两个参数：每次切削深度Q、排屑退刀量d。2、螺纹加工循环中，注意分析加工右旋螺纹和左旋螺纹时，主轴运动方向和编程区别。3、镗孔循环中，注意分析孔底动作。五、布置作业。10第三节基本编程方法（3）一、组织教学：考勤、学习准备等。二、复习旧课：进一步巩固上一循环所学过的知识。三、引入新课：（一）、固定循环指令1、反攻丝循环指令G74格式：9998GGG74X_Y_Z_R_P_F_L_；利用G74攻反螺纹时，主轴反转，到孔底时主轴正转，然后退回。G74指令动作循环如图9所示。注意：①攻丝时速度倍率、进给保持均不起作用。②R应选在距工件表面7mm以上的地方。③如果Z的移动量为零，则该指令不执行。R点Z点主轴反转主轴正转G98返回点G99返回点48608图9.1反攻丝循环图9.2反攻丝循环实例【例】使用G74指令编制如图9.2